CN109229920B - 一种全程冷链系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全程冷链系统，包括冷链箱和智能网络平台，所述冷链箱上的各个部件和相关控制算法编写成软件形成的固定格式的软件模块，并将所述软件模块构成智能网络平台的模型模块；所述智能网络平台的模型化系统平台，用于对模型模块中的软件模块进行有机结合以满足全程冷链管控的多方面需求；所述智能网络平台的模型化流程平台，用于实现流程定制化服务，以建立跨企业、可互通的运营管理方式。本发明能够实现全程冷链的管控一体化。

Description

一种全程冷链系统

技术领域

本发明涉及食品生鲜技术领域，特别是涉及一种全程冷链系统。

背景技术

现在的食品生鲜等需要冷链存储、运输销售的行业无法实现全程一体化的管理与控制，虽然有冷库、冷链车，冷链物流等设施和组织从事冷链行业，但是由于各单位各管一段，导致最终消费者买到的食品没有厂家、产地、质保条款、保存说明，以及冷链各环节的事件记录等信息。食品安全和冷链质量无法保证，上游食品供应厂商无法树立品牌。

冷库目前还是处于很原始的低层或多层冷库系统，冷库的运营仍然以场地租赁为主。多层立体仓储系统虽然在很多行业有大量应用，但是由于无法确保食品安全，以及运营成本过高，安全性差等原因，无法用于冷链系统。目前还没有发现实际使用的多层立体冷库应用案例。由于不同的食品需存储在不同的温度下，目前的冷库采用分区制冷的方式达到这个目的。但是这也造成了每个分区都不容易满仓运营的情况，造成冷库占地面积大，制冷运营成本高等问题。上游食品供应商，包括肉类、生鲜、禽蛋、乳制品、瓜果蔬菜等供应商需要通过冷链物流、电商或超市等环节进行销售，缺乏统一监管控制体系，无法保证食品安全和质量，损耗大，质量差，成本高。市场上的冷链箱多为被动式冷链箱，不能长时间保温，温度不稳定。虽然有些冷链箱带有监测功能，但实际上遇到问题时往往无能为力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全程冷链系统，能够实现全程冷链的管控一体化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种全程冷链系统，包括冷链箱和智能网络平台，所述冷链箱上的各个部件和相关控制算法编写成软件形成的固定格式的软件模块，并将所述软件模块构成智能网络平台的模型模块；所述智能网络平台的模型化系统平台，用于对模型模块中的软件模块进行有机结合以满足全程冷链管控的多方面需求；所述智能网络平台的模型化流程平台，用于实现流程定制化服务，以建立跨企业、可互通的运营管理方式。

所述冷链箱包括外壳，所述外壳内设置有内胆，所述内胆和外壳之间设置有保温层，所述内胆侧壁安装有制冷器；所述保温层与外壳之间设置有电子箱，所述电子箱内设有与制冷器相连的控制器、以及与控制器相连的用于检测内胆内温度的第一温度传感器、用于检测电子箱内温度的第二温度传感器、散热片和电源；所述控制器还与显示触摸控制器相连；其中，硬件部分编写成为设备模型软件模块、状态模型软件模块和系统模型软件模块，软件部分编写成算法模型软件模块；所述各个软件模块之间通过智能网络平台的模型模块的网络进行连接。

所述冷链箱在进行温度控制时，所述冷链箱在进行温度控制时，由冷链箱中的第一温度传感器、第二温度传感器、控制器和烧录在控制器中的温度采集算法组成温度采集模型用于采集内胆内的当前温度和内胆外的当前环境温度，并将温度传输到处于智能网络平台的模型化流程平台的温度处理模型和由冷链箱中的制冷器、控制器和烧录在控制器中的温度控制算法组成温度控制模型；温度控制模型根据本箱体部分或所有温度采集模型的温度输出，温度处理模型对本箱体的一个或多个温区的温度设定，利用温度控制模型中的制冷器对箱体内各温区的温度进行控制；温度处理模型根据箱体中的物品种类和相应物品模型中对于温度的要求，对每个箱体内每个温区的温度进行设定，并且记录由箱体的温度采集模型发来的当前温度值和当前环境温度值，如果某个箱体温区的实际温度值与温度设定值的误差超过阈值范围时，温度处理模型产生温度超标的报警信息并记录报警信息的产生时间、位置和持续时间。

从供应商的生产过程中，供应商按照用户的订单，将商品封装到冷链箱中后，系统就对商品进行全程监控；监控信息包括箱内温度、环境温度、位置、时间、箱体电量、箱体工作状态、箱体报警信息、箱体接入货架的时间和位置、箱体接入运输车的时间和位置、箱体接入冷库的时间和位置、箱体打开的时间位置和责任人信息、箱体震动信息、箱体监管人员和单位信息；监控信息存放在全程冷链系统中供有关人员查询。

所述的全程冷链系统还包括用于为冷链箱充电的托盘和货架，所述托盘和货架上的各个部件和相关控制算法编写成软件形成的固定格式的软件模块，与冷链箱得到的软件模块一起作为智能网络平台的模型模块。

所述冷链箱中电源电量不足时，放在托盘或者货架上冷链箱通过托盘或者货架进行充电，同时冷链箱会与相连接的托盘或者货架互相交换信息并且绑定，记录冷链箱连接的托盘或者货架的位置和编号，并且采用托盘或者货架的通讯系统进行通讯。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明采用主动制冷的冷链箱支持上游食品供应商的FTB和FTC运营模式，直接将食品销售给终端用户；由于每个冷链箱具有独立的温控系统，因此可以采用常温运输车进行冷链运输和常温库冷链存储，同一辆汽车，同时可以运输不同种类不同温区的食品；同一个仓库，同时可以存放不同种类不同温区的食品，可以提高车辆和仓库的利用率，降低车辆成本和冷库成本；仓库可以采用成熟的立体仓库进行存储，进一步减少冷库占地和成本，同时采用常温库存储可以降低制冷剂的成本和制冷剂爆炸的风险。与冷链箱配合使用的托盘、货架等装置，可以提高冷链箱的运行管理效率，也可以对主动制冷的冷链箱进行充电。

本发明利用智能网络平台实现冷链箱温控（可以多温区），冷链箱的位置、内外温度（可以多温区）、电池电量、开箱、操作等动作和状态及其对应时间、监管单位、监管人员等信息的记录、存储、显示和监管，冷链箱与托盘、货架、其他设备等的连接关系的监控，支持不同上游食品厂商的不同FTC/FTB商业模式和冷库的多种经营模式，真正实现跨企业、跨部门、跨地域、跨系统的全程冷链系统，以保证食品安全和冷链系统的质量。

附图说明

图1是本发明实施方式中智能网络平台的结构示意图；

图2是本发明实施方式中冷链箱的结构示意图；

图3是本发明实施方式中冷链箱的控制连接关系图；

图4是本发明实施方式中冷链箱模型模块的结构示意图；

图5是本发明实施方式中冷链箱模型模块与托盘模型模块连接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种全程冷链系统，包括冷链箱和智能网络平台，所述冷链箱上的各个部件和相关控制算法编写成软件形成的固定格式的软件模块，并将所述软件模块构成智能网络平台的模型模块；所述智能网络平台的模型化系统平台，用于对模型模块中的软件模块进行有机结合以满足全程冷链管控的多方面需求；所述智能网络平台的模型化流程平台，用于实现流程定制化服务，以建立跨企业、可互通的运营管理方式。

如图1所示，该智能网络平台包括：模型模块，用于完成现场的设备接入、本地实时控制、现场监控以及算法封装，是整个共享系统的计算平台、控制平台和路由平台；模型化系统平台，用于对模型模块中的模型进行有机结合以满足工程和管理的多方面需求，是基于模型模块构成的网络的管理运行平台；模型化流程平台，用于实现流程定制化服务，是提供云端生产运营管理服务，建立跨企业、可互通的运营管理平台。

模型模块是将多个通过网络连接的模型合成一个统一的计算结构，通过对模型模块的统一编程完成各个模型的编程，从而使得程序部署到网络中不同的源流上进行执行。如果在所有设备上部署模型模块，就可以用这种方式将整个网络建立成模型模块的平台模型，只需要对该平台模型进行编程，就可以完成对整个系统的编程工作。这样就大幅度减小了编程和维护的工作量，降低企业运行的成本。

如图2和图3所示，该冷链箱包括外壳1，所述外壳1内设置有金属内胆2，所述金属内胆2和外壳1之间设置有保温层3，所述金属内胆2的内安装有制冷器4；所述保温层3与外壳1之间设置有电子箱5，所述电子箱5内设有与制冷器4相连的控制器6、以及与控制器6相连的用于检测金属内胆2内温度的第一温度传感器7、用于检测电子箱5内温度的第二温度传感器8、散热片9和电源10；所述控制器6还与显示触摸控制器11相连。其中，硬件部分编写成为设备模型软件模块、状态模型软件模块和系统模型软件模块，软件部分编写成算法模型软件模块；所述各个软件模块之间通过智能网络平台的模型模块的网络进行连接，具体见图4。

所述冷链箱在进行温度控制时，智能网络平台始终保持对每一个箱体的设定、监控和控制。智能网络平台上的温度处理模型针对每个箱体都有一个独立的模型进行跟踪、记录和控制管理。具体如下：由冷链箱中的第一温度传感器、第二温度传感器、控制器和烧录在控制器中的温度采集算法组成温度采集模型用于采集内胆内的当前温度和内胆外的当前环境温度，并将温度传输到处于智能网络平台的模型化流程平台的温度处理模型和由冷链箱中的制冷器、控制器和烧录在控制器中的温度控制算法组成的温度控制模型；温度控制模型根据本箱体部分或所有温度采集模型的温度输出，温度处理模型对本箱体的一个或多个温区的温度设定，利用温度控制模型中的制冷器对箱体内各温区的温度进行控制；温度处理模型根据箱体中的物品种类和相应物品模型中对于温度的要求，对每个箱体内每个温区的温度进行设定，并且记录由箱体的温度采集模型发来的当前温度值和当前环境温度值，如果某个箱体温区的实际温度值与温度设定值的误差超过阈值范围时，温度处理模型产生温度超标的报警信息并记录报警信息的产生时间、位置和持续时间。

不难发现，本发明利用智能网络平台和冷链箱能够根据设定温度对目标温区进行恒温控制。根据温度处理模型提供的设定温度和温度采集模型提供的当前温区温度和当前环境温度自动设置工作模式。当环境温度高于设定温度时，温度控制模型处于制冷模式，当环境温度低于设定温度时，温度控制模型处于加热模式。实际的控制过程与实际温区温度和设定温度的误差有关，温度控制模型根据这个误差调整制冷或加热的功率，使实际温度接近设定温度，并保持在设定温度附近，一定误差范围内。

由于每个冷链箱具有独立的温控系统，因此可以采用常温运输车进行冷链运输和常温库冷链存储，同一辆汽车，同时可以运输不同种类不同温区的食品；同一个仓库，同时可以存放不同种类不同温区的食品，可以提高车辆和仓库的利用率，降低车辆成本和冷库成本；仓库可以采用成熟的立体仓库进行存储，进一步减少冷库占地和成本，同时采用常温库存储可以降低制冷剂的成本和制冷剂爆炸的风险。

本实施方式采用主动制冷的冷链箱支持上游食品供应商的FTB和FTC运营模式，直接将食品销售给终端用户。智能网络平台的模型和流程平台支持模型化的流程编制工作，可以为每个厂商的FTB和FTC设定不同的管理和控制流程，这些管理控制流程也是以模型的形式在系统中建立、存储和运行。在不同的FTB和FTC模型中都可以使用冷链箱模型及其派生的模型作为箱体模型。每个箱体模型中都包含与箱体温区数量对应的温度处理模型。这些模型自动跟踪对应箱体，控制箱体的温度，并监控箱体状态。

从供应商的生产过程中，供应商按照用户的订单，将商品封装到冷链箱中后，系统就对商品进行全程监控；监控信息包括箱内温度、环境温度、位置、时间、箱体电量、箱体工作状态、箱体报警信息、箱体接入货架的时间和位置、箱体接入运输车的时间和位置、箱体接入冷库的时间和位置、箱体打开的时间位置和责任人信息、箱体震动信息、箱体监管人员和单位信息；监控信息存放在全程冷链系统中供有关人员查询。用户采用手机扫描冷链箱上的二维码，并根据手机中提示的订单信息进行操作（例如付款或其他确认操作，各厂商流程不一定相同），以打开冷链箱盖锁，取出箱体中的商品，盖上箱盖后，即可完成交易。

本实施方式中，还包括与冷链箱配合使用的托盘、货架等装置，其中，托盘和货架上的各个部件和相关控制算法编写成软件形成的固定格式的软件模块，与冷链箱得到的软件模块一起作为智能网络平台的模型模块，两个模型模块的连接方式如图5所示。

图中的两个模型模块中的一个是冷链箱，另一个是托盘。本实施方式中，将冷链箱拆分为显示触摸控制器、制冷控制器、电源、第二温度传感器、散热器。其中，制冷控制器又分为制冷器、第一温度传感器、控制器、控制算法。将显示触摸控制器、制冷控制器、电源、第二温度传感器、散热器、第一温度传感器、控制器、控制算法分别编写成软件形成的固定格式的软件模块，这些软件模块就构成了第一个模型模块。同理，将托盘拆分为主控制板和从控制板，其中从控制板分为监测器和控制器。将主控制板、监测器和控制器分别编写成软件形成的固定格式的软件模块，这些软件模块就构成了第二个模型模块。两个模型模块之间通过网络进行连接，模型模块中模型与模型之间的交互是通过模型模块之间的网络实现的，例如，第一温度传感器采集到的数据是发送至模型模块的网络中，再由模型模块的网络将这些数据发送至控制器。由此可见，模型模块中的模型的交互全部是通过连接模型模块的网络实现的。

所述冷链箱中电源电量不足时，放在托盘或者货架上冷链箱通过托盘或者货架进行充电，同时冷链箱会与相连接的托盘或者货架互相交换信息并且绑定，记录冷链箱连接的托盘或者货架的位置和编号，并且采用托盘或者货架的通讯系统进行通讯，以避免移动通讯系统终端过多，通讯困难和耗电大等问题。在这个过程中冷链箱、货架和托盘都是可以通过智能网络平台认证的产品，从而能够保证通讯信息不被篡改。

另外，冷链箱中电源电量不足时，系统会产生电量不足的记录和报警，提醒相关管理人员进行充电，以确保箱体内的温度稳定和记录的完整性。如果相关管理人员未能及时充电，箱体在电量低至一定程度时，将会放弃恒温控制，以保证记录的完整性，并且再次对箱体状态进行记录和报警。系统在停止温控后，仍然记录箱体各温区的温度和环境温度，这样可以保证电量被耗尽之前所有记录的完整性，从而达到全程冷链监控的目的。

不难发现，本发明利用智能网络平台实现冷链箱温控（可以多温区），冷链箱的位置、内外温度（可以多温区）、电池电量、开箱、操作等动作和状态及其对应时间、监管单位、监管人员等信息的记录、存储、显示和监管，冷链箱与托盘、货架、其他设备等的连接关系的监控，支持不同上游食品厂商的不同FTC/FTB商业模式和冷库的多种经营模式，真正实现跨企业、跨部门、跨地域、跨系统的全程冷链系统，以保证食品安全和冷链系统的质量。

Claims (6)

1.一种全程冷链系统，包括冷链箱和智能网络平台，其特征在于，所述冷链箱上的各个部件和相关控制算法编写成软件形成的固定格式的模型，并将所述模型构成智能网络平台的模型模块，所述模型模块是将多个通过网络连接的模型合成一个统一的计算结构，通过对模型模块的统一编程完成各个模型的编程；所述智能网络平台的模型化系统平台，用于对模型模块中的模型进行有机结合以满足全程冷链管控的多方面需求；所述智能网络平台的模型化流程平台以模型的形式在系统中建立、存储和运行管理和控制流程，用于实现流程定制化服务，以建立跨企业、可互通的运营管理方式。

2.根据权利要求1所述的全程冷链系统，其特征在于，所述冷链箱包括外壳，所述外壳内设置有内胆，所述内胆和外壳之间设置有保温层，所述内胆的侧壁安装有制冷器；所述保温层与外壳之间设置有电子箱，所述电子箱内设有与制冷器相连的控制器、以及与控制器相连的用于检测内胆内温度的第一温度传感器、用于检测环境温度的第二温度传感器、散热片和电源；所述控制器还与显示触摸控制器相连；其中，硬件部分编写成为设备模型、状态模型和系统模型，软件部分编写成算法模型；所述设备模型、所述状态模型、所述系统模型和所述算法模型之间通过智能网络平台的模型模块的网络进行连接。

3.根据权利要求2所述的全程冷链系统，其特征在于，所述冷链箱在进行温度控制时，由冷链箱中的第一温度传感器、第二温度传感器、控制器和烧录在控制器中的温度采集算法组成温度采集模型用于采集内胆内的当前温度和内胆外的当前环境温度，并将温度传输到处于智能网络平台的模型化流程平台的温度处理模型和由冷链箱中的制冷器、控制器和烧录在控制器中的温度控制算法组成的温度控制模型；温度控制模型根据本箱体部分或所有温度采集模型的温度输出以及温度处理模型对本箱体的一个或多个温区的温度设定，利用温度控制模型中的制冷器对箱体内各温区的温度进行控制；温度处理模型根据箱体中的物品种类和相应物品模型中对于温度的要求，对每个箱体内每个温区的温度进行设定，并且记录由箱体的温度采集模型发来的当前温度值和当前环境温度值，如果某个箱体温区的实际温度值与温度设定值的误差超过阈值范围，温度处理模型产生温度超标的报警信息并记录报警信息的产生时间、位置和持续时间。

4.根据权利要求1所述的全程冷链系统，其特征在于，从供应商的生产过程中，供应商按照用户的订单，将商品封装到冷链箱中后，系统就对商品进行全程监控；监控信息包括箱内温度、环境温度、位置、时间、箱体电量、箱体工作状态、箱体报警信息、箱体接入货架的时间和位置、箱体接入运输车的时间和位置、箱体接入冷库的时间和位置、箱体打开的时间位置和责任人信息、箱体震动信息、箱体监管人员和单位信息；监控信息存放在全程冷链系统中供有关人员查询。

5.根据权利要求1所述的全程冷链系统，其特征在于，还包括用于为冷链箱充电的托盘和货架，所述托盘和货架上的各个部件和相关控制算法编写成软件形成的固定格式的模型，与冷链箱得到的模型一起作为智能网络平台的模型模块。

6.根据权利要求5所述的全程冷链系统，其特征在于，所述冷链箱中电源电量不足时，放在托盘或者货架上冷链箱通过托盘或者货架进行充电，同时冷链箱会与相连接的托盘或者货架互相交换信息并且绑定，记录冷链箱连接的托盘或者货架的位置和编号，并且采用托盘或者货架的通讯系统进行通讯。

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